機械波的形成條件和傳播機理

1、復(fù)習(xí)課復(fù)習(xí)課THE IMAGING IS MORE THAN IMPORTANT THAN KNOWLEDGE! 機械波的形成條件和傳播機理，橫波和縱波機械波的形成條件和傳播機理，橫波和縱波描述波動的物理量：波長、頻率和波速的關(guān)系描述波動的物理量：波長、頻率和波速的關(guān)系波的圖像波的圖像波動問題的歸類及解題方法波動問題的歸類及解題方法波的疊加，干涉和衍射波的疊加，干涉和衍射多普勒效應(yīng)，次聲波和超聲波多普勒效應(yīng)，次聲波和超聲波請簡要回憶本章學(xué)過哪些內(nèi)容？一、波的形成條件、傳播機理、種類一、波的形成條件、傳播機理、種類1什么是機械波：什么是機械波：2機械波形成的條件：機械波形成的條件：（1）波源：）

2、波源：（2）介質(zhì)：）介質(zhì)：3波的形成機理：波的形成機理： 介質(zhì)中的各質(zhì)點存在介質(zhì)中的各質(zhì)點存在 ，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點發(fā)生振動時（振源），會當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點發(fā)生振動時（振源），會 ，并依次，并依次引起引起 ，于是振動逐漸，于是振動逐漸 。機械振動在介質(zhì)中的傳播。機械振動在介質(zhì)中的傳播。相互作用的彈力相互作用的彈力引起相鄰的質(zhì)點通過彈力發(fā)生振動引起相鄰的質(zhì)點通過彈力發(fā)生振動更遠(yuǎn)的質(zhì)點發(fā)生振動更遠(yuǎn)的質(zhì)點發(fā)生振動由振源向周圍空間傳播開去由振源向周圍空間傳播開去4特點：特點：1）介質(zhì)中質(zhì)點間是）介質(zhì)中質(zhì)點間是 的關(guān)系：的關(guān)系： 的點的點 帶動帶動 的點依次振動（由近及遠(yuǎn)）；的點依次振動（由近及遠(yuǎn)）；2）振

3、動傳遞到哪一點，哪一點就）振動傳遞到哪一點，哪一點就 ， 并重復(fù)并重復(fù) 的振動情況。各點振動的周期和頻率與的振動情況。各點振動的周期和頻率與 相同相同 3）介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波）介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波 。4）波傳播的是振動的）波傳播的是振動的 。5波的種類：波的種類：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。 橫波：橫波：縱波：縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上。依次帶動依次帶動離波源近離波源近離波源遠(yuǎn)離波源遠(yuǎn)開始振動開始振動前一點前一點振源振源遷移遷移形式、能量、信息形式、能量、信息6振動與波的關(guān)系：振動與波的關(guān)系：振

4、動振動機械波機械波研究對象研究對象現(xiàn)象現(xiàn)象產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件聯(lián)系聯(lián)系一個質(zhì)點一個質(zhì)點介質(zhì)中振動介質(zhì)中振動的各個質(zhì)點的各個質(zhì)點一個質(zhì)點沿直線或一個質(zhì)點沿直線或弧線做周期性運動弧線做周期性運動很多質(zhì)點都在做振很多質(zhì)點都在做振動，只是依次開始動，只是依次開始受回復(fù)力，阻力小受回復(fù)力，阻力小振源、介質(zhì)振源、介質(zhì)都是周期性運動；構(gòu)成介質(zhì)的每個質(zhì)點，都是周期性運動；構(gòu)成介質(zhì)的每個質(zhì)點，在波傳播過程中都做周期、振幅相同的在波傳播過程中都做周期、振幅相同的振動，從整體看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動。振動，從整體看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動。二、描述波動的物理量：二、描述波動的物理量：波波 長：長：在波動中，在波動中， 的兩個

5、的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫波長。相鄰質(zhì)點間的距離，叫波長。周期和頻率：周期和頻率：在波動中，各個質(zhì)點的振動周期或頻率是相在波動中，各個質(zhì)點的振動周期或頻率是相同的，這個周期或頻率也叫波的周期或頻率。同的，這個周期或頻率也叫波的周期或頻率。由由 決定。波進(jìn)入另一介質(zhì)時頻率決定。波進(jìn)入另一介質(zhì)時頻率 。波波 速：速： 波在介質(zhì)中傳播的速度。由波在介質(zhì)中傳播的速度。由 決定。決定。波進(jìn)入另一介質(zhì)時波速波進(jìn)入另一介質(zhì)時波速 。1波長、頻率、波速波長、頻率、波速2波的傳播規(guī)律：波的傳播規(guī)律：波在均勻介質(zhì)中波在均勻介質(zhì)中 傳播，傳播，x=v t(1)波源每振動一個周期波源每振動一個周期T，波沿傳播方向傳播

6、一個波長，波沿傳播方向傳播一個波長=vT(2)在波的傳播方向上，相距在波的傳播方向上，相距 x=n 的兩質(zhì)點，振動情況的兩質(zhì)點，振動情況 ，(n+1/2) 的兩質(zhì)點，振動情況的兩質(zhì)點，振動情況 。對平衡位置的位移總是相等對平衡位置的位移總是相等波源波源不變不變介質(zhì)本身的性質(zhì)介質(zhì)本身的性質(zhì)改變改變勻速勻速完全相同完全相同完全相反完全相反三、波的圖像三、波的圖像1意義意義：橫坐標(biāo)：橫坐標(biāo)x表示表示 ， 縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)y表示表示 ，2形狀形狀：簡諧波的圖像是：簡諧波的圖像是 曲線。不同時刻形狀不同。曲線。不同時刻形狀不同。X/cmX/cm0 01 12 23 34 45 5Y/cmY/cm1010-1

7、0-10t時刻時刻t+T/4時刻時刻Vt+T/8時刻時刻在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置某一時刻某一時刻(t)各質(zhì)點偏離平衡位置的位移各質(zhì)點偏離平衡位置的位移正弦或余弦正弦或余弦3波的圖像的應(yīng)用波的圖像的應(yīng)用t時刻的波形時刻的波形t時刻質(zhì)點振動的方向時刻質(zhì)點振動的方向波的傳播方向t時刻的波形時刻的波形t+t時刻的波形時刻的波形波的傳播方向振動圖像振動圖像某某t時刻的波的圖像時刻的波的圖像波的傳播方向4波的圖像與振動圖像的區(qū)別波的圖像與振動圖像的區(qū)別振動圖像振動圖像波的圖像波的圖像意義意義各時刻各時刻振動的振動的一個質(zhì)點一個質(zhì)點的位移的位移的大小和方向的大小和方向

8、某時刻某時刻介質(zhì)中介質(zhì)中各個質(zhì)點各個質(zhì)點的位移的位移的大小和方向的大小和方向坐標(biāo)坐標(biāo)縱軸縱軸-位移，橫軸位移，橫軸-時間時間縱軸縱軸-位移，橫軸位移，橫軸-介質(zhì)中質(zhì)點介質(zhì)中質(zhì)點的平衡位置，振動傳播的距離的平衡位置，振動傳播的距離時間時間變化變化影響影響隨時間的延長而繼續(xù)延伸，原隨時間的延長而繼續(xù)延伸，原來的曲線，形狀和位置不變來的曲線，形狀和位置不變波形是某時刻介質(zhì)中各質(zhì)點所波形是某時刻介質(zhì)中各質(zhì)點所處的不同位置所連成的曲線，處的不同位置所連成的曲線，時間變化，質(zhì)點的位置變化，時間變化，質(zhì)點的位置變化，形成新的波形，沿橫軸向波速形成新的波形，沿橫軸向波速方向平移。方向平移。振動振動方向方向按照

9、圖像的延伸方向判斷按照圖像的延伸方向判斷根據(jù)波速方向判斷（逆著波速根據(jù)波速方向判斷（逆著波速方向按圖像的延伸方向判斷）方向按圖像的延伸方向判斷）帶動法：帶動法：沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點總是重復(fù)前面質(zhì)點沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點總是重復(fù)前面質(zhì)點的運動情況，如其前方質(zhì)點在其上方，后面質(zhì)點將的運動情況，如其前方質(zhì)點在其上方，后面質(zhì)點將會向上運動，且在波的傳播方向上，任何質(zhì)點開始會向上運動，且在波的傳播方向上，任何質(zhì)點開始振動時的振動方向總會重復(fù)波源質(zhì)點的振動方向振動時的振動方向總會重復(fù)波源質(zhì)點的振動方向 。微平移法微平移法 ：設(shè)想波經(jīng)過一小段時間設(shè)想波經(jīng)過一小段時間t,波形必定沿波的傳播波形必

10、定沿波的傳播方向移動一小段位移方向移動一小段位移s,得到一個新的圖像，看得到一個新的圖像，看圖像上對應(yīng)于同一橫坐標(biāo)圖像上對應(yīng)于同一橫坐標(biāo)x的質(zhì)點的縱坐標(biāo)的變的質(zhì)點的縱坐標(biāo)的變化情況，就可判斷質(zhì)點的振動方向?；闆r，就可判斷質(zhì)點的振動方向。 四、波的干涉射和衍射四、波的干涉射和衍射1波的疊加：波的疊加：在兩列波重疊的區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)中的質(zhì)點同時參與在兩列波重疊的區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)中的質(zhì)點同時參與兩種振動，其振動的位移等于兩列波分別引起的兩種振動，其振動的位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和。（本質(zhì)：位移的合成）位移的矢量和。（本質(zhì)：位移的合成） 2波的干涉：波的干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動

11、加強，頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象叫波的干涉。的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象叫波的干涉。 振動加強的條件：振動加強的條件：x=n（n=1,2,3,） 振動減弱的條件：振動減弱的條件：x=（2n+1）/2（n=1,2,3,） 3波的衍射：波的衍射：波在傳播過程中遇到障礙物，能過繞過障礙物波在傳播過程中遇到障礙物，能過繞過障礙物的現(xiàn)象叫波的衍射。的現(xiàn)象叫波的衍射。發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的尺寸比發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小，或跟波長差不多。波長小，或跟波長差不多。

12、 五、聲波五、聲波1聲波是聲波是 。2能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是：能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是： 。3能夠把回聲和原聲區(qū)別開來的最小時間間隔為能夠把回聲和原聲區(qū)別開來的最小時間間隔為 。4聲波也能產(chǎn)生反射，干涉和衍射聲波也能產(chǎn)生反射，干涉和衍射 。 縱波縱波2020 000赫茲赫茲0.1秒秒六、多普勒效應(yīng)、超聲波、次生波六、多普勒效應(yīng)、超聲波、次生波1什么是多普勒效應(yīng)？什么是多普勒效應(yīng)？由于波源和觀察者之間有由于波源和觀察者之間有相對運動相對運動，使觀察者，使觀察者感到頻率發(fā)感到頻率發(fā)生變化生變化的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 3現(xiàn)象解釋：現(xiàn)象解釋：在波源和觀察者之間有相對運動時，波源的頻率并沒有發(fā)在波源和觀察者之間有相對運動時，波源的頻率并沒有發(fā)生變化，而是觀察著接收到的頻率發(fā)生了變化，生變化，而是觀察著接收到的頻率發(fā)生了變化，若二者接若二者接近，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，接近，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，接收到的頻率增大；若二者遠(yuǎn)離，觀察者在單位時間內(nèi)接收收到的頻率增大；若二者遠(yuǎn)離，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減少，接收到的頻率減小到的完全波的個數(shù)減少，接收到的頻率減小。 2現(xiàn)象：現(xiàn)